基于根系特征分析海岛棉幼苗耐碱性

针对海岛棉幼苗期进行耐碱性研究,设置不同Na₂CO₃胁迫浓度(0.00%、0.07%、0.09%和0.11%),待幼苗长至第11天根据其根部特征筛选海岛棉耐Na₂CO₃的最适浓度,并基于最适浓度评价海岛棉的耐受性。结果表明,0.09%的Na₂CO₃胁迫最适于鉴定海岛棉耐碱性;在0.09%的Na₂CO₃碱胁迫下,海岛棉品种根系特征性状均受到不同程度抑制,像素面积变异最弱。主成分分析将根部特征性状分为3个主成分,第1主成分为根系生物量和形态因子;第2主成分为侧根因子;第3主成分为主根长度因子。隶属函数值和D值之间拟合性较好,呈显著相关,因此可将两者统一进行综合评价,将海岛棉划分为敏感型、弱耐碱型、耐碱型和强抗型4类,并筛选到敏感材料4401和S(L),强抗材料JZ-1;供试海岛棉材料主要以中间型为主,极端材料较少。     

转GsPPCK1基因苜蓿植株的获得及其耐碱性分析

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶激酶(phosphoenolpyruvate carboxylase kinase, PPCK)是一种钙不依赖的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)类蛋白激酶, 参与碳氮代谢等多个生物学过程, 然而其在碱胁迫反应中的作用尚未见报道。本研究在前期野生大豆碱胁迫基因表达谱数据基础上, 采用同源克隆的方法分离野生大豆(Glycine soja)PPCK1基因, 该基因与大豆(Glycine max) PPCK1基因(AY374445)具有99%的相似性, 被命名为GsPPCK1。在50 mmol L^–1 NaHCO₃ 胁迫处理3 h内, 根和叶中GsPPCK1基因上调表达, 属碱胁迫早期应答基因。通过农杆菌介导法对肇东苜蓿进行遗传转化, 并对RT-PCR阳性的超表达转基因株系进行耐碱性分析表明, 在100 mmol L^–1 NaHCO₃处理15 d后转基因株系生长状态良好, 而非转基因对照株系明显萎蔫、失绿、甚至死亡; 转基因株系的丙二醛含量和相对质膜透性显著低于非转基因株系(P<0.05), 而叶绿素含量和根系活力显著高于非转基因对照(P<0.05), 说明超量表达GsPPCK1基因增强了苜蓿的耐碱能力。以上结果表明, GsPPCK1参于植物耐碱胁迫反应过程, 在碱胁迫基因工程研究领域具有良好的理论和实际应用意义。     

转GsCBRLK/SCMRP双价基因苜蓿耐碱性及氨基酸含量分析

从野生大豆盐碱胁迫基因表达谱中筛选并克隆到GsCBRLK基因, 与人工合成的高甲硫氨酸含量SCMRP基因构建成双价植物表达载体, 将其转入苜蓿, 获得超量表达的转基因苜蓿, 并进行耐碱性分析。结果显示, 经过100、150 mmol L^–1 NaHCO₃处理14 d后, 转基因株系生长状态良好, 而非转基因对照株系萎蔫、失绿、甚至死亡;转基因株系的丙二醛含量和相对质膜透性显著低于非转基因株系(P<0.05), 而SOD酶活性显著高于非转基因对照(P<0.05), 说明超量表达GsCBRLK基因增强了苜蓿的耐碱能力;各转基因株系的甲硫氨酸含量均比对照植株高, 表明SCMRP基因的导入提高了苜蓿叶片甲硫氨酸的含量。     

转AtDREB2A基因苜蓿的耐碱性分析

对已获得的转基因苜蓿进行了RT-PCR检测,确定AtDREB2A基因已在转基因苜蓿中超量表达。并研究了转AtDREB2A基因苜蓿在碱胁迫(100mmol/L,pH8.5)下表型和生理生化指标的变化。结果表明,转AtDREB2A基因苜蓿的相对质膜透性及丙二醛含量显著低于野生型株系,株高、叶绿素及根系活力明显高于野生型株系,说明AtDREB2A基因的超量表达提高了转基因苜蓿的耐碱能力。     

苗期玉米对碱胁迫的生理响应

选用两个早熟玉米自交系F244和ZP291,在三叶一心期,用一定浓度梯度的Na：C03溶液（5-30mmol·L^-1）对玉米幼苗进行胁迫处理,7d后测定地上部株高、叶片干重、叶绿素含量、相对电导率、Pro含量、SOD活性、MDA含量和根系活力变化规律,研究玉米苗期对碱胁迫的生理响应。结果表明,当Na：CO,溶液浓度为30mmol·L^-1时,幼苗均枯萎死亡;在5-25mmol·L^-1范围内,随着Na2CO3溶液浓度的增加,株高、干重和叶绿素含量逐渐降低,Pro含量和相对电导率逐渐增加,SOD活性则在0～10mmol·L^-1范围内逐渐增加,超过10mmol·L^-1后开始下降。根系活力下降。     

碱胁迫下粳稻幼苗前期耐碱性的数量性状基因座检测

以粳粳交“高产106/长白9号”F_2:3代200个家系为作图群体, 在0.15% Na₂CO₃溶液的碱性胁迫下, 进行了水稻耐碱性鉴定, 并以SSR标记构建的分子连锁图谱为基础, 对水稻幼苗前期的根数、根长和苗高及其相对碱害率进行了数量性状基因座(QTLs)的检测。结果表明, 上述性状在F₃家系群中均表现为具有1~2个峰的连续分布, 认为由主效基因和微效基因共同控制的数量性状。共检测到与碱胁迫下幼苗前期根数、根长和苗高及其相对碱害率相关的QTL 26个, 分布于第1、5、6、7、8、9和11染色体上。其中, 碱胁迫下与根数相关的QTL 4个, qRN6-1和qRN11对表型变异的解释率较大, 分别为29.91%和13.42%;与根数相对碱害率相关的QTL 5个, qRRN11-2对表型变异的解释率较大, 为23.86%;与根长相关的QTL 6个, qRRL11-2对表型变异的解释率较大, 为21.06%;与根长相对碱害率相关的QTL 2个, 但对表型变异的解释率均较低;与苗高相关的QTL 5个, qSH1和qSH11-2对表型变异的解释率较大, 分别为15.81%和16.53%;与苗高相对碱害率相关的QTL 4个, qRSH5和qRSH6-2对表型变异的解释率分别为29.89%和34.63%。而这些解释率较大的QTL所处的标记区间距离, 除qRN6-1相对较小(19.0 cM)外, 其余QTL的标记区间距离均大于26.3 cM, 需作进一步的精细定位。在所检测到的QTL中, 13个QTL的增效等位基因均来自耐碱亲本长白9号, 而其余QTL的增效等位基因来自敏碱亲本高产106;基因的主要作用方式为超显性或部分显性。     

紫外线辐射对草菇菌丝耐低温及耐碱性的影响

草菇属高温型真菌,菌丝生长在32～36℃最适宜,子实体形成与发育温度以28～35℃为宜,培养料温度低于24℃时菌丝体及子实体生长都受到影响。因此,在自然条件下只有在南方的高温季节才能栽培,影响其发展。此外,草菇多采用发酵料栽培方式进行生产,在高温季节容易受杂菌感染,栽培很难     

GsPPCK1和GsPPCK3基因转化苜蓿及其耐碱性分析

基于课题组构建的野大豆碱胁迫基因转录谱和调控网络,筛选出两个碱胁迫应答关键基因:丝苏氨酸磷酸激酶(GsPPCK1和GsPPCK3)。本研究构建了以35S为启动子,bar基因为筛选标记基因的植物超表达载体,以紫花苜蓿龙牧806子叶节为外植体,通过农杆菌介导法进行了GsPPCK1和GsPPCK3的苜蓿遗传转化;通过固沙草筛选GsPPCK1获得抗性植株45株,GsPPCK3获得53株;对抗性植株进行PCR和Real-time PCR检测,最终确定基因超量表达各2个株系。为进一步研究该基因的耐碱性,用NaHCO3分别为0 mmol/L、100 mmol/L、200 mmol/L、250 mmol/L的4个浓度处理转基因苜蓿,9 d后不同NaHCO3胁迫下对转基因株系进行耐碱性相关的生理指标分析,包括质膜透性、叶绿素含量、丙二醛含量、脯氨酸含量、柠檬酸含量、SOD活性及PEPC活性,结果表明:GsPPCK1和GsPPCK3在苜蓿中的超量表达显著提高了苜蓿的耐碱性。